Cancerforskning på Nus med unik 3D-teknik

En tredimensionell organoidplattform som minskar behovet av försöksdjur? Daniel Öhlund vid WCMM på Norrlands universitetssjukhus använder teknik i absoluta fronten när han nu startar sitt forskningsprojekt kring cancer i bukspottkörteln.

Daniel Öhlund, forskare vid WCMM på Norrlands universitetssjukhus
Daniel Öhlund är en av tre nya gruppledare vid WCMM på Norrlands universitetssjukhus. Forskningen på bindvävens betydelse vid cancer i bukspottkörteln görs i en unik 3D-modell.
Foto: Jan Alfredsson

– Det är en av våra mest dödliga sjukdomar och eftersom vi inte har någon bra behandling på gång är ny kunskap angelägen. Att få forska i Umeå med Biobanken Norr och den utrustning som finns här är en guldgruva, säger han.

Daniel Öhlund är en av tre nya gruppledare vid WCMM, Wallenberg centrum för molekylär medicin, en storsatsning av Wallenbergstiftelsen i samarbete med Västerbottens läns landsting och Umeå universitet och med stöd från Kempestiftelserna och Cancerforskningsfonden i Norrland. I Umeå satsar centrumet på områdena cancer, infektionsbiologi, neurovetenskap och metabolism inklusive diabetessjukdomar.

Gruppledarna Daniel Öhlund, Francesca Aguilo och Lars-Anders Carlson har alla rekryterats till Umeå från USA för ”karriärtjänster”. Daniel som både utbildat sig och disputerat i Umeå är den enda som kombinerar det nya jobbet med att jobba kliniskt. Han gör nämligen samtidigt sin ST i onkologi på halvtid.

Cancer i bukspottkörteln ett stort problem

Cancer i bukspottkörteln är en ”liten” sjukdom med ett tusental fall i Sverige per år. De flesta får inte symtom förrän sjukdomen spridit sig och inte längre går att bota. Därför är behovet av metoder för tidig diagnos och effektiv behandling kort sagt akut.

Behandlingen av patienter med prostata- och bröstcancer har blivit allt bättre och antalet som överlever sin sjukdom ökar hela tiden. Att öka överlevandegraden också för dem med tumörer i bukspottkörteln är ett viktigt mål, förklarar Daniel Öhlund.

– Idag dör i stort sett alla av sin sjukdom. Organet ligger illa till och med en sen diagnos blir medelöverlevnaden endast 6–8 månader, säger han.

Forskningen handlar dels om att upptäcka sjukdomen tidigt, dels om att förbättra behandlingen. Under sin doktorandtid på Nus hade Daniel Öhlund fokus på att hitta biomarkörer i blodet. Sådana bra markörer skulle kunna påvisa sjukdomen så tidigt att tumören går att operera bort.

Den forskningen fortsätter under professor Malin Sunds ledning på Kirurgcentrum, medan Daniel Öhlund delvis valt en ny inriktning. Idag vill han främst förstå vad som får tumören att växa – med målet att kunna stoppa tillväxten.

Fokus för båda forskningsriktningarna är bindväven. Att dödligheten är så hög vid bukspottkörtelcancer tror man nämligen beror på att andelen bindväv där är ovanligt hög.

Post doc vid USA-laboratorium

Cancerformen är oerhört spännande, menar Daniel, som något år efter disputationen lämnade Umeå för forskning hos professor David Tuveson vid Cold Spring Harbor på Long Island utanför New York.

Efter att Daniel hört honom tala vid en konferens tog han kontakt. Tuveson är känd för att ha utvecklat en musmodell för att studera cancer i bukspottkörteln och höll just på att lämna England för att starta ett nytt laboratorium i USA. Samtalet ledde till en post doc-tjänst för Daniel. 

– Tuveson har i sin modell genetiskt förändrat i bukspottkörteln så att en tumör som liknar cancer hos människa utvecklas efter några månader, förklarar han.

I musmodellerna kan forskarna följa hur tumören växer över tid i bukspottskörteln och bindväven är självklart i fokus. Utvecklingen av den är så stor att Daniel kallar de celler, fibroblasterna, som producerar den för ”bindvävsfabriken”.

Komplexa bindvävsceller

Forskarna har tidigare trott att bindväven ovillkorligen hjälper tumören att må bra. Men när man försökte ”slå ut” bindväven blev resultatet en överraskning.

– Trots att bindväven saknades växte tumören bara bättre. Då förstod vi att bindvävens funktion var mer komplex än så.

Det visar sig nämligen att bindväven har flera roller och kan få tumören att både växa och krympa. Forskarna insåg att nyckeln måste finnas i fibroblasterna.

Bindväv i en frisk bukspottkörtel och en med cancerceller.
T.v. syns hur bukspottkörtelvävnad normalt ser ut med tunna membran av bindväv. Till höger ser man en körtelvävnad med cancerceller utspridda i bindvävsrika områden.

Under sin tid i USA visade Daniel att det finns både ”goda” och ”onda” undergrupper av fibroblaster. Som exempel aktiverar tumören själv en sådan undergrupp till en enda uppgift: att stimulera tumören att överleva. Den gruppen vill man bli av med medan andra är viktiga att ha kvar då de kan hindra att tumören växer till.

– Vi har inte hittat alla grupper ännu men vi har fått ett nytt sätt att tänka, förklarar Daniel Öhlund som hoppas att i framtiden kunna utveckla läkemedel som dödar bara de ”onda” varianterna.

Tredimensionell organoid

För att enklare kunna studera samspelet mellan cancerceller och fibroblaster utvecklade Daniel och hans kollegor i USA en så kallad organoidmodell. Traditionellt har man odlat cancerceller på plana ytor av plast, nu kan man odla dem i tre dimensioner i ett så kallat matrix, ett konstgjort bindvävsextrakt som stelnar när det blandas med celler.

– När man sen tillsätter ett specifikt tillväxtmedium växer det ut miniorgan, tredimensionella ”bollar”. Till sist blandar man in fibroblaster så att man kan studera hur cellerna samverkar.

Organoidmodellen reducerar klart behovet av försöksdjur men fördelarna är fler än så. Normalt ”friska” celler växer nämligen inte när man odlar dem på plattor men gör det i organoidmodellen. Därför kan man nu lätt studera skillnaderna mellan normal- och tumörvävnad.

– I mikroskopet kan vi i detalj se den symbios där cancerceller och fibroblaster stimulerar varandra. Vi ser hur det händer och vi kan mäta hastigheten på tillväxten med olika instrument.

– Än mer intressant blir det när vi kan testa olika ”inhibitorer”, som kan hämma eller bryta samspelet mellan cellerna. Vi vill ju bevara samspelet med de ”goda” celler som bromsar utvecklingen och ta bort de ”onda” som ökar den.

Daniel Öhlunds forskargrupp i Umeå tar nu form med en doktorand, tre post docs och en laboratorietekniker. En idealisk miljö, konstaterar han, och räknar upp en rad forskare med kunskap och en mängd teknologi de kan ha nytta av i sitt arbete. Och eftersom målet är det samma har de fortsatt nära samarbete också med gruppen i Cold Spring Harbor.

Text: Greti Ohlsson

Fotnot: WCMM är en långsiktig insats för unga forskare inom molekylär medicin och translationell forskning, där sjukdomsproblem i vården är grund för studier i laboratoriet. Centrumen i Göteborg, Lund och Linköping har nära samarbete med SciLifeLab på Karolinska Institutet i Stockholm och vid Uppsala universitet. Centrumet i Umeå växer kraftigt under 2017. Då ska totalt 16 forskartjänster vara utlysta, hälften kliniker och hälften prekliniker.

Tillbaka till nyhetslistan